[發明專利]一種近零排放的氫冶金系統

有效

• 申請號: 202010327629.2
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111440914B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 王鋒;高建軍;酈秀萍;齊淵洪;嚴定鎏;林萬舟
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院;鋼研晟華科技股份有限公司
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00;C21B13/12
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 叢洪杰

1.一種近零排放的氫冶金系統，其特征在于，包括氫氣還原爐(1)、氣體供應與循環系統、上料系統(14)、排料系統、密封輸送裝置(15)和高溫冶煉爐(16)；

所述氫氣還原爐為豎爐；

所述上料系統(14)用于將鐵礦原料從氫氣還原爐(1)的爐頂送入爐內；所述排料系統設置在氫氣還原爐(1)底部；

所述氣體供應與循環系統包括水制氫系統(5)、第二氫氣壓縮機(6)、調節閥組(7)、第三氫氣壓縮機(8)、加熱器(9)和預熱器(10)；

所述水制氫系統(5)、第三氫氣壓縮機(8)、預熱器(10)和加熱器(9)順次連接，且加熱器(9)與氫氣還原爐(1)的爐體中部連接；從氫氣還原爐(1)中部通入高溫氫氣對鐵礦原料進行加熱，使鐵礦原料達到還原條件；

所述水制氫系統(5)、第二氫氣壓縮機(6)和調節閥組(7)順次連接，且調節閥組(7)與氫氣還原爐(1)的爐體下部連接；從氫氣還原爐(1)底部通入低溫氫氣，對還原后的物料進行冷卻；

所述氫氣還原爐(1)用于采用氫氣將鐵礦原料還原為直接還原鐵；所述氣體供應與循環系統與氫氣還原爐(1)連接，用于對氫氣還原爐(1)提供氫氣；所述高溫冶煉爐(16)通過密封輸送裝置(15)與氫氣還原爐(1)連接，所述密封輸送裝置(15)用于將直接還原鐵輸入送高溫冶煉爐(16)；

所述氣體供應與循環系統還包括煤氣凈化器(2)、第一脫水器(3)和第一氫氣壓縮機(4)；

氫氣還原爐(1)的頂部、煤氣凈化器(2)、第一脫水器(3)、第一氫氣壓縮機(4)和預熱器(10)順次連接；第一脫水器(3)還與水制氫系統(5)連接；

所述氣體供應與循環系統還包括鼓風機(13)，所述鼓風機(13)用于將空氣通入預熱器(10)；

所述氣體供應與循環系統還包括第二脫水器(11)和煙囪(12)；

所述第二脫水器(11)一端與預熱器(10)連接，另一端與水制氫系統(5)連接；所述煙囪(12)與第二脫水器(11)連接；

第一脫水器(3)分離出的氫氣分為兩部分，第一部分經過第一氫氣壓縮機(4)與通過第三氫氣壓縮機(8)后氫氣混合一起進入預熱器(10)，第二部分氫氣作為燃氣；

鼓風機(13)先通過預熱器(10)將空氣加熱到50-300℃，然后進入加熱器(9)中與第一脫水器(3)分離出的第二部分氫氣燃燒，燃燒后產生的高溫煙氣作為預熱器(10)的熱源，經過預熱器(10)后排出的煙氣溫度在100-300℃，煙氣再經過第二脫水器(11)后將其中的水蒸汽冷凝，得到的水循環至水制氫系統(5)，而其余煙氣從煙囪(12)排放；

所述預熱器(10)內設置有第一換熱管、第二換熱管和第三換熱管，分別用于對空氣、用于燃燒的氫氣和通入氫氣還原爐(1)中部的氫氣進行預熱。

2.根據權利要求1所述的近零排放的氫冶金系統，其特征在于，所述氫冶金系統還包括鋼渣改質爐(19)，用于對高溫冶煉爐(16)排出的高溫液態煉鋼渣進行改質。

3.根據權利要求1所述的近零排放的氫冶金系統，其特征在于，所述高溫冶煉爐(16)設有輔料加入系統(17)和循環鋼渣加料口。

4.根據權利要求1-3任一項所述的近零排放的氫冶金系統，其特征在于，所述密封輸送裝置(15)內襯有保溫耐材。

5.根據權利要求1所述的近零排放的氫冶金系統，其特征在于，所述預熱器(10)具有低溫預熱段和高溫預熱段，所述第一換熱管和第二換熱管處于低溫預熱段，第三換熱管處于高溫預熱段。